ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2023, №09
Интерметаллидные сплавы на основе g¢Ni3Al.
Часть I. Особенности строения, формирования (g¢+g) структур и легирования
А. А. Дроздов, К. Б. Поварова, О. А. Базылева, А. В. Антонова,
М. А. Булахтина, Н. А. Аладьев, А. Е. Морозов, И. С. Павлов
Литейные сплавы на основе g¢Ni3Al имеют более низкую плотность, более высокую температуру плавления и стойкость против окисления, более высокий потолок рабочих температур, чем современные жаропрочные никелевые сплавы. Рассмотрены особенности электронного строения и кристаллизации отечественных (типа ВКНА/ВИН) и наиболее продвинутых зарубежных (g¢+g) малолегированных сплавов (типа IC) на основе g¢Ni3Al, приведены экспериментальные данные о характере структур, формирующихся при направленной кристаллизации сплавов с различным типом легирования, о характере распределения компонентов в g¢Ni3Al и γNi фазах и структурных составляющих в ячеисто-дендритной структуре монокристаллов с кристаллографической ориентацией á111ñ и á001ñ. Исследовано влияние термической обработки в широком диапазоне температурно-временных параметров на микроструктуру, распределение легирующих элементов и механические свойства сплавов типа ВКНА. Сравнительный анализ влияния температуры и продолжительности термической обработки и скорости охлаждения после термической обработки на жаропрочность сплавов показал, что, в отличие от других сплавов на основе Ni3Al, для монокристаллов из экономно легированных сплавов типа ВКНА и деталей из них (рабочие неохлаждаемые лопатки авиационных газотурбинных двигателей, сопловые аппараты, проставки реактивного сопла и другие детали горячего тракта газотурбинных двигателей) необходимой и достаточной является кратковременная термическая обработка (1150 °С, 1 ч) для снятия литейных напряжений. Сплавы демонстрируют высокую жаропрочность при 1100 – 1200 °С и способность кратковременно выдерживать забросы температуры до 1250 – 1300 °С.
Ключевые слова: алюминид никеля; легирование; монокристалл; направленная кристаллизация; дендритная микроликвация; термическая обработка, структура; жаропрочность.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-5-25
Дроздов Андрей Александрович — Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина (Москва,105005, ул. Радио, 23/9, стр. 2), кандидат технических наук, заместитель директора “НПЦПМ”, специалист в области порошковой металлургии; Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), ведущий научный сотрудник, специалист в области жаропрочных материалов и интерметаллидных сплавов. E-mail: aadrozdov76@mail.ru.
Поварова Кира Борисовна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), профессор, доктор технических наук, главный научный сотрудник, специалист в области жаропрочных материалов, интерметаллидных соединений и тяжелых сплавов. E-mail: kpovarova@imet.ac.ru.
Базылева Ольга Анатольевна — НИЦ “Курчатовский институт” — ВИАМ (Москва, 105005, ул. Радио, 17), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области интерметаллидных сплавов на основе соединения Ni3Al. E-mail: intermetallidbaz@gmail.com.
Антонова Анна Валерьевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области жаропрочных материалов и интерметаллидных сплавов. E-mail: avantonova2005@mail.ru.
Булахтина Марина Анатольевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, младший научный сотрудник, специалист в области жаропрочных материалов и интерметаллидных сплавов. E-mail: m_sm@inbox.ru.
Аладьев Николай Андрианович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области электронной микроскопии. E-mail: nick-aladyev@mail.ru.
Морозов Алексей Евгеньевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области жаропрочных материалов и интерметаллидных сплавов. E-mail: amorozov@imet.ac.ru.
Павлов Иван Сергеевич — Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” Российской академии наук (119333 Москва, Ленинский проспект, 59), младший научный сотрудник, специалист в области электронной микроскопии. E-mail: ispav88@gmail.com.
Дроздов А.А., Поварова К.Б., Базылева О.А., Антонова А.В., Булахтина М.А., Аладьев Н.А., Морозов А.Е., Павлов И.С. Интерметаллидные сплавы на основе g¢Ni3Al. Часть I. Особенности строения, формирования (g¢+g) структур и легирования. Перспективные материалы, 2023, № 9, с. 5 – 25. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-5-25
Применение метода Бриджмена для получения термоэлектрического кремния, легированного германием и фосфором
М. В. Дорохин, Ю. М. Кузнецов, П. Б. Демина, И. В. Ерофеева,
А. В. Здоровейщев, М. В. Ведь, Д. А. Здоровейщев, А. Ю. Завражнов,
И. Н. Некрылов, С. М. Пещерова, Р. В. Пресняков, Н. В. Сахаров
Исследованы слитки сильнолегированного кремния Si:P, выращенные методом направленной кристаллизации Бриджмена, с небольшой (до 5 ат. %) долей примеси германия. В диапазоне температур 50 – 800 °С измерены основные термоэлектрические параметры материала: коэффициент Зеебека, удельная электропроводность и коэффициент теплопроводности. По результатам измерений рассчитано значение коэффициента термоэлектрической добротности, определяющее величину КПД термоэлектрического преобразования. Исследование электрических свойств показывает, что фосфор из соединения SiP внедряется в решётку в качестве легирующей примеси и создаёт высокую концентрацию электронов проводимости. Химический анализ слитков показал наличие в них дополнительных фоновых примесей, концентрация и состав которых варьируются по объёму образца. Несмотря на наличие примесей, материал демонстрирует высокие термоэлектрические характеристики, а КПД находится на уровне лучших мировых результатов. Рассмотрен дальнейший потенциал для оптимизации термоэлектрических характеристик за счёт возможности формирования мелкозернистой поликристаллической структуры.
Ключевые слова: кремний, метод Бриджмена, термоэлектрические преобразователи энергии, легирование.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-26-35
Дорохин Михаил Владимирович — Научно-исследовательский физико-технический институт Федерального государственного автономного учреждения высшего образования Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022 Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп. 3), доктор физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, специалист в области разработки новых функциональных полупроводниковых материалов. E-mail:
dorokhin@nifti.unn.ru.
Кузнецов Юрий Михайлович — Научно-исследовательский физико-технический институт Федерального государственного автономного учреждения высшего образования Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022 Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп. 3), младший научный сотрудник, специалист в области исследования термоэлектрических свойств различных материалов. E-mail: y.m.kuznetsov@unn.ru.
Демина Полина Борисовна — Научно-исследовательский физико-технический институт Федерального государственного автономного учреждения высшего образования Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022 Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп. 3), младший научный сотрудник, специалист в области полупроводниковой спектроскопии. E-mail: demina@phys.unn.ru.
Ерофеева Ирина Викторовна — Научно-исследовательский физико-технический институт Федерального государственного автономного учреждения высшего образования Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022 Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп. 3), кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, специалист в области синтеза полупроводниковых термоэлектриков. E-mail: irfeya@mail.ru
Здоровейщев Антон Владимирович — Научно-исследовательский физико-технический институт Федерального государственного автономного учреждения высшего образования Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022 Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп. 3), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области вакуумного электронно-лучевого испарения. E-mail: zdorovei@nifti.unn.ru.
Ведь Михаил Владиславович — Научно-исследовательский физико-технический институт Федерального государственного автономного учреждения высшего образования Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022 Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп. 3), кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник, специалист в области обработки полупроводниковых термоэлектриков. E-mail: ved@nifti.unn.ru.
Здоровейщев Даниил Антонович — Научно-исследовательский физико-технический институт Федерального государственного автономного учреждения высшего образования Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022 Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп. 3), студент, специалист в области исследования электрофизических свойств материалов. E-mail:
daniel.zdorov@gmail.com.
Завражнов Александр Юрьевич — Воронежский государственный университет (394018 Воронеж, Университетская площадь, 1), доктор химических наук, доцент, профессор каф. неорганической химии ВГУ, специалист в области химии твердого тела и неорганической химии. E-mail: alzavr08@rambler.ru.
Некрылов Иван Николаевич — Воронежский государственный университет (394018 Воронеж, Университетская площадь, 1), асcиcтент кафедры общей и неорганической химии ВГУ, специалист в области химии твердого тела и неорганической химии. Е-mail: nekrylovchem@yandex.ru.
Пещерова Светлана Михайловна — Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наук (664033 Иркутск,
ул. Фаворского, 1 «А»), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области физики конденсированного состояния и материаловедения. Е-mail: spescherova@mail.ru.
Пресняков Роман Валерьевич — Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наук (664033 Иркутск, ул. Фаворского, 1 “А”), кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, специалист в области физики конденсированного состояния и роста кристаллов. Е-mail: ropr@igc.irk.ru.
Сахаров Никита Владимирович —Научно-исследовательский физико-технический институт Федерального государственного автономного учреждения высшего образования Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022 Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп.3), младший научный сотрудник, специалист в области электронной микроскопии. Е-mail: nvsaharov@nifti.unn.ru.
Дорохин М.В., Кузнецов Ю.М., Демина П.Б., Ерофеева И. В., Здоровейщев А. В.,
Ведь М. В., Здоровейщев Д. А., Завражнов А. Ю., Некрылов И. Н., Пещерова С. М.,
Пресняков Р. В., Сахаров Н. В. Применение метода Бриджмена для получения термоэлектрического кремния, легированного германием и фосфором. Перспективные материалы, 2023, № 9, с. 26 – 35. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-26-35
Влияние облучения ионами 132Xe27+
под различными углами на критические параметры ВТСП лент второго поколения
на основе GdBa2Cu3O7 – x
Л. Х. Антонова, В. К. Семина, А. В. Троицкий
Исследовано влияние облучения ионами 132Xe27+ (167 МэВ) под углами 20°, 30°, 60° и 90° к поверхности ленты на критические параметры сверхпроводящих лент второго поколения на основе соединения GdBa2Cu3O7–xкомпании SuperOx. Получены зависимости критического тока (Ic) при 77 К в собственном магнитном поле и критической температуры (Tc) от флюенсов ионного облучения при различных углах облучения. При всех исследованных углах облучения наблюдается небольшое (до ~5 %) увеличение критического тока высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) лент в интервале флюенсов от 3,4·108 до 5·109 см–2. Определена радиационная стойкость сверхпроводника к ионному облучению в зависимости от угла облучения. Для определения радиационной стойкости ленты был измерен пороговый флюенс облучения Fth, при котором критический ток стремится к нулю. Зависимость Fthот угла облучения aхорошо аппроксимируется формулой: Fth= F0+ A·exp(–a/t).
Ключевые слова: сверхпроводящие ленты второго поколения, ионы ксенона, критический ток, критическая температура, радиационная стойкость.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-36-42
Антонова Ландыш Халяфовна — ФГБУН Всероссийский институт научной и технической информации Российской академии наук (125190 Москва, ул. Усиевича, 20); Московский политехнический университет (107023 Москва, ул. Большая Семеновская, 38), кандидат физико-математических наук, доцент кафедры Математика, специалист в области физики полупроводников, сверхпроводимости, радиационных дефектов. E-mail: lpaa117@gmail.com.
Семина Вера Кирилловна — Объединенный институт ядерных исследований (Дубна 141980, ул. Жолио-Кюри, 6), кандидат физико-математический наук, научный сотрудник, специалист в области радиационного материаловедения. E-mail: semina@jinr.ru.
Троицкий Алексей Владимирович — ФГБУН ФИЦ Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, (Москва, 119991 ул. Вавилова 38), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области физики низких температур, сверхпроводимости, радиационных дефектов. E-mail: at@kapella.gpi.ru.
Антонова Л.Х., Семина В.К., Троицкий А.В. Влияние облучения ионами 132Xe27+ под различными углами на критические параметры ВТСП лент второго поколения на основе GdBa2Cu3O7 – x. Перспективные материалы, 2023, № 9, с. 36 – 42. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-36-42
Криохимический синтез порошков трикальцийфосфата и смешанных натрийсодержащих силикофосфатов и фосфатогерманатов для формирования
биокерамики методом
стереолитографической 3D-печати
Д. С. Ларионов, В. А. Битанова, П. В. Евдокимов,
А. В. Гаршев, О. А. Шляхтин, В. И. Путляев
Рассмотрены вопросы синтеза высокодисперсных химически однородных порошков на основе глазеритоподобных фаз в системах CaO – Na2O – P2O5– SiO2 (GeO2) криохимическим методом, включающим быстрое замораживание общего раствора солей, сублимационное удаление льда и последующий термолиз обезвоженного солевого прекурсора. Сложный химический состав порошков необходим для создания из них биокерамики с улучшенными остеопластическими характеристиками. Представлены результаты синтеза порошков с субмикронной гранулометрией из растворов с различным анионным составом; описано поведение таких порошков в процессе спекания.
Ключевые слова: трикальцийфосфат, смешанные фосфаты кальция-натрия, силикофосфаты, фосфатогерманаты, криохимический синтез, спекание, биокерамика, 3D-печать
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-43-53
Ларионов Дмитрий Сергеевич —Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова (119991 Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), младший научный сотрудник, специалист в области биоматериалов, получения фосфатов кальция. E-mail: dmiselar@gmail.com.
Битанова Виктория Артемовна —Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова (119991 Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), студентка, специалист в области золь-гель синтеза и оргсинтеза. E-mail: viktory-2002@inbox.ru.
Евдокимов Павел Владимирович —Институт общей и неорганической химии Российской академии наук (Москва, 119334, Ленинский проспект, 31), Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова (119991 Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области биокерамики, спекания фосфатов кальция. E-mail: pavel.evdokimov@gmail.com.
Гаршев Алексей Викторович — Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова (119991 Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), кандидат химических наук, доцент, специалист в области материаловедения, электронной микроскопии и рентгеновской дифракции, спекания керамики. E-mail: alexey.garshev@gmail.com.
Шляхтин Олег Александрович —Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова (119991 Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), доктор химических наук, профессор, специалист в области материаловедения, криохимического синтеза. E-mail: oleg@inorg.chem.msu.ru.
Путляев Валерий Иванович — Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова (119991 Москва, Ленинские горы 1, стр. 3), кандидат химических наук, доцент, специалист в области материаловедения. E-mail: valery.putlayev@gmail.com.
Ларионов Д.С., Битанова В.А., Евдокимов П.В., Гаршев А.В., Шляхтин О.А., Путляев В.И. Криохимический синтез порошков трикальцийфосфата и смешанных натрийсодержащих силикофосфатов и фосфатогерманатов для формирования биокерамики методом стереолитографической 3D-печати. Перспективные материалы, 2023, № 9, с. 43 – 53. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-43-53
Влияние термической обработки
и содержания вольфрама на структуру,
фазовый состав и коррозионную стойкость
высокоэнтропийных сплавов
системы Fe – Cr – Ni – Mo – W
А. Ю. Иванников, М. А. Кудашев, Ю. А. Пучков, С. Д. Карпухин,
Р. М. Назаркин, С. В. Конушкин, М. А. Каплан, В. А. Зеленский
Изучено влияние термической обработки (диффузионного отжига, закалки, низкотемпературного и высокотемпературного отпуска) на структуру, фазовый состав и коррозионную стойкость высокоэнтропийных сплавов (ВЭС) 35 Fe – 30 Cr – 20 Ni – 10 Mo – 5 W и 30 Fe – 30 Cr – 20 Ni – 10 Mo – 10 W. Высокоэнтропийные сплавы системы Fe – Cr – Ni – Mo – W с различной концентрацией вольфрама были получены спеканием механически легированных порошков в вакуумной печи. Исследована общая и питтинговая стойкость к водным растворам поваренной соли, полученных высокоэнтропийных сплавов в сравнении с промышленно выпускаемой аустенитной коррозионностойкой сталью 316 L (03Х17Н14М3), используемой в нефтегазовой отрасли.
Ключевые слова: порошковая металлургия, высокоэнтропийные сплавы, питтинг, коррозионная стойкость.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-54-62
Иванников Александр Юрьевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН (Москва,119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии и обработки материалов концентрированными потоками энергии. E-mail: aivannikov@imet.ac.ru.
Кудашев Мирослав Андреевич — Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (Москва, 105005, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1), бакалавр, студент, специализируется в области коррозионных испытаний. E-mail: mkydashev@bmstu.ru;
Пучков Юрий Александрович — Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (Москва, 105005, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1), кандидат технических наук, доцент, специалист в области физикохимии коррозии материалов. E-mail: yuputchkov@bmstu.ru.
Карпухин Сергей Дмитриевич — Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (Москва, 105005, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1), кандидат технических наук, доцент, специалист в электронной микроскопии. E-mail: skarpyxin@bmstu.ru.
Назаркин Роман Михайлович — Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (Москва, 105005, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1), старший преподаватель, специалист в области рентгеноструктурных исследований. E-mail: nazarkin@bmstu.ru.
Конушкин Сергей Викторович. — Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН (Москва,119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области титановых сплавов и термической обработки материалов. E-mail: skonushkin@imet.ac.ru;
Каплан Михаил Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН (Москва,119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области антибактериальных, коррозионностойких сталей и сплавов. E-mail: mkaplan@imet.ac.ru.
Зеленский Виктор Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН (Москва,119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии и специальных сплавов. E-mail: vzelensky@imet.ac.ru.
Иванников А.Ю., Кудашев М.А., Пучков Ю.А., Карпухин С.Д., Назаркин Р.М., Конушкин С.В., Каплан М.А., Зеленский В.А. Влияние термической обработки и содержания вольфрама на структуру, фазовый состав и коррозионную стойкость высокоэнтропийных сплавов системы Fe – Cr – Ni – Mo – W. Перспективные материалы, 2023, № 9, с. 54 – 62. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-54-62
Получение и исследование физико-химических свойств покрытий на основе
графеноподобных материалов
Д. В. Белов, С. Н. Беляев, Д. Б. Радищев, А. И. Охапкин
Получены дисперсии оксида графена и его восстановленной формы, которые охарактеризованы методов УФ-спектроскопии. Определены особенности процесса восстановления оксида графена в составе покрытий, нанесенных на твердые подложки (алюминий, оптическое стекло, монокристалл калия дигидроортофосфата), посредством взаимодействия с различными восстановителями: гидратом гидразина, формалином, аскорбиновой и лимонной кислотами, цитратом аммония. Методом спектроскопии когерентного рассеяния изучены поверхностные структуры. Проведены исследования морфологии поверхности покрытий и дефектности графеноподобных материалов, получаемых восстановлением дисперсий оксида графена на поверхности подложек.
Ключевые слова: оксид графена, графен, дисперсии, покрытия, наноструктуры, графеновые листы, графеноподобные материалы, восстановление оксида графена, метод Хаммерса, КР-спектроскопия, УФ-спектроскопия.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-63-82
Белов Денис Владимирович — Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук им. А.В. Гапонова-Грехова (603950 Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46), кандидат химических наук, доцент, старший научный сотрудник, специалист в области физической химии наноструктурных материалов и процессов на поверхности твердых тел. E-mail:
belov.denbel2013@yandex.ru.
Беляев Сергей Николаевич — Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук им. А.В. Гапонова-Грехова (603950 Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области физической химии поверхности, моделирования химических реакций на поверхностях твердых тел, нанесения нанопокрытий. E-mail: serg_belyaev@bk.ru.
Радищев Дмитрий Борисович — Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук им. А.В. Гапонова-Грехова (603950 Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, cпециалист в области физики плзменных технологий. E-mail: dibr@ipfran.ru.
Охапкин Андрей Игоревич — Институт физики микроструктур РАН, филиал ИПФ РАН (603950 Нижний Новгород, ГСП-105, Нижегородская обл., Кстовский р-н, Афонино, ул. Академическая, 7), кандидат химических наук, научный сотрудник отдела технологии наноструктур и приборов, cпециалист в области плазмохимического травления материалов: полупроводников, проводников, диэлектриков и осаждения тонких пленок. E-mail: poa89@ipmras.ru.
Белов Д.В., Беляев С.Н., Радищев Д.Б., Охапкин А.И. Получение и исследование физико-химических свойств покрытий на основе графеноподобных материалов. Перспективные материалы, 2023, № 9, с. 63 – 82. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-63-82
Максимальное давление газа в порах
М. И. Алымов, А. Б. Анкудинов, С. И. Аверин,
В. А. Зеленский, Ф. Ф. Галиев
Получено аналитическое выражение для оценки максимального значения давления газа внутри закрытой поры. За основу взято решение Г. Лямэ задачи о напряженно-деформированном состоянии материала около сферической поры в бесконечной среде. В качестве примера рассмотрены поры при температуре спекания порошков металлов никеля и железа. Сделано предположение, что газы, находящиеся в порах, не растворяются в матрице основного материала. В формуле для расчета максимального значения давления внутри поры учтены теория наибольшей удельной потенциальной энергии формоизменения и давление Лапласа, которое также вносит свой вклад в напряженно-деформированное состояние материала. Рассмотрен изотермический случай без внешнего давления. Построена зависимость максимального давления в поре от радиуса поры. При расчете использованы параметры материалов при температурах близких к температурам их спекания. Показано, что максимально возможное давление газа внутри замкнутых пор зависит от размера поры. С уменьшением размера поры максимально возможное давление газа внутри замкнутой поры может достигать высоких значений вплоть до нескольких тысяч атмосфер.
Ключевые слова: давление в поре, критическое давление в поре, порошки, железо, никель, теория упругости, порошковая металлургия, пористость, закрытые поры.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-83-88
Алымов Михаил Иванович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (Черноголовка, 142432, ул. Академика Осипьяна, 8), доктор технических наук, член-корреспондент РАН, директор ИСМАН, специалист в области порошковой металлургии, материаловедения и нанопорошковых материалов. E-mail: alymov@ism.ac.ru.
Анкудинов Алексей Борисович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), старший научный сотрудник, специалист в области материаловедения и порошковой металлургии. E-mail: a-58@bk.ru.
Аверин Сергей Иванович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии и физического материаловедения,
E-mail: qqzz@mail.ru.
Зеленский Виктор Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии и синтеза пористых материалов. E-mail: zelensky55@bk.ru.
Галиев Фанис Фанилович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (Черноголовка, 142432, ул. Академика Осипьяна, 8), младший научный сотрудник, специалист в области материаловедения и пластической деформации реакционноспособных смесей. E-mail: galiev@ism.ac.ru.
Алымов М.И., Анкудинов А.Б., Аверин С.И., Зеленский В.А., Галиев Ф.Ф. Максимальное давление газа в порах. Перспективные материалы, 2023, № 9, с. 83 – 88. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-9-83-88
